Тяговый расчет локомотива, расчетная сила тяги которого равна 368000Н (длинна максимального подъёма – 1250 м с уклоном 10 ‰)

1 Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема

Проанализировав данный профиль пути, в качестве расчетного подъема принимаем элемент профиля с подъемом 7‰ и длиной 4500м.

Расчетный подъем- это наиболее трудный для движения в данном направлении элемент профиля пути, на котором скорость локомотива с составом не должна опуститься ниже расчетной.

В качестве максимального подъема выбираем 10‰ и длиной 1250м.

2 Определение массы состава

Масса состава - один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок. Поэтому массу грузового состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.

Массу состава определяем по формуле:

                                                                (1)

где - расчетная сила тяги локомотива, Н; = 368000 Н [1];

       -масса локомотива, т; = 138 т;

      - основное удельное сопротивление движ. локомотива, Н/т;

      - основное удельное сопротивление движению состава, Н/т;

      - “крутизна” расчетного подъема, ‰.

Для заданного профиля пути крутизна расчетного подъема составляет:

                                                                                     (2)

где - фиктивное сопротивление от кривой, ‰.

                                                                                       (3)

где - радиус кривой, м.

 ‰.

 ‰.

 Н/т.

В соответствии с [1] основное удельное сопротивление движению локомотива вычисляется по формуле:

                                                                   (4)

где - скорость движения локомотива на расчетном подъеме, км/ч;=43,5 км/ч. [1]

 Н/т.

Основное удельное сопротивление движению составляет для 4-осных,6-осных,8-осных соответственно:

                                                                        (5)

                                                                        (6)

                                                         (7)

где - осевая нагрузка на одну ось, т/ось.

                                                                                       (8)

                                                                                        (9)

                                                                                        (10)

где ,,- масса брутто 4-осных, 6-осных, 8-осных вагонов.

Основное удельное сопротивление состава определяется:

                                                            (11)

где ,,- доли 4-осных, 6-осных, 8-осных вагонов в поезде.

В соответствии с формулами 1-11 определим массу состава:

 т/ось;

 т/ось;

 т/ось;

 Н/т;

 Н/т;

 Н/т;

 Н/т;

 т.

Принимаем =3800 т. в соответствии с [1]

3 Проверка полученной массы состава на прохождение подъемов большей крутизны, чем расчетной, с учетом накопленной

кинетической энергии

Проверку выполняем путем аналитической интерпретации уравнения движения поезда с помощью выражения:

                                                          (12)

где - удельная замедляющая сила на рассмотренном интервале  скорости, Н/т;

                                                                             (13)

Все расчеты сводим в таблицу.

Таблица 3.1- Расчет движения поезда по подъему с уклоном 10‰

Значение берем из [1].

Значение  определяем из формулы (4)

 Н/т.

Значение  определяем по формуле:

                                                                                   (14)

 Н.

Значение определяем по формулам 5-11:

 Н/т.

Значение определяем по формуле:

                                                                             (15)

 Н.

Значение определяем по формуле:

                                                                                (16)

 Н;

 Н;

 Н/т;

 Н/т;

Значение определяем из формулы 12:

 м.

Так как м > м, то поезд преодолеет подъем и скорость его не опустится ниже расчетной.

4 ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА ТРОГАНИЕ С МЕСТА И ПО ДЛИНЕ ПРИЁМО-ОТПРАВОЧНЫХ ПУТЕЙ

4.1 ПРОВЕРКА МАССЫ СОСТАВА НА ТРОГАНИЕ С МЕСТА

Проверка массы состава поезда на трогание выполняется:

                                    ,                                                  (17)

        где --сила тяги локомотива при трогании, Н; =496800 Н; [1]

             --удельное сопротивление движению при трогании поезда, Н/т;

             -- уклон элемента профиля на котором происходит трогание, ; =0.

                                               = ,                                                          (18)

       где   --средняя осевая нагрузка, т/ось;

=,

        где  -- число осей состава.

Для определения числа осей состава определим число однотипных вагонов каждой группы.

 ;  ;

где  –  доля массы i-й группы вагонов в общей массе состава поезда;

  Q -    масса состава, т;

 осевая нагрузка соответственно четырёх, шести и восьмиосных вагонов, т/ось.

                                         =;                                                  (19)

= оси;

                                           =т/ось;

                                          = Н/т;        

т.

Так как, =52157 т>=3800 т то заданный локомотив сможет тронуть с места рассчитанную массу состава на любом остановочном пункте данного профиля

4.2 ПРОВЕРКА ПО ДЛИНЕ ПРИЁМО-ОТПРАВОЧНЫХ ПУТЕЙ

Масса состава, рассчитанная по наиболее трудному элементу продольного профиля пути, прошедшая проверки на прохождение более крутого, чем расчетный, подъема и на трогание поезда, может оказаться, тем не менее, слишком большой для того, чтобы поезд уместился в пределах приемо-отправочных путей. Для проверки следует определить длину поезда

                                           м,                                                                                                        (20)

      где   l_л – длина локомотива, м;  l_л =21 м; [1]

      l_с – длина состава, м;

        10 – допуск на неточность установки поезда, м.

Для определения длины состава необходимо определить число вагонов.

                                    ;  ;                                            (21)

Рассчитаем число четырехосных, шестиосных и восьмиосных вагонов.

  вагонов;

  вагон;

  вагон.

Принимаем следующую длину вагонов [1]:

             четырехосных – 15м;

             шестиосных   -- 17м;

             восьмиосных --  20м.

Тогда длина состава равна:

;

l_с = м.

Длина поезда:

, м.

Так как  =653м  меньше  м., то очевидно что поезд вместится на приемо-отправочных путях станции.

5 СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ НА ЗАДАННОМ УЧАСТКЕ

Для  повышения точности результатов тяговых расчетов, а также для сокращения объема и времени их выполнения, необходимо спрямить профиль пути.

Спрямление профиля состоит из замены двух или нескольких смежных элементов продольного профиля пути одним элементом, длина которого равна сумме длин спрямленных элементов.

Уклон спрямленного участка определяется по формуле

                                     ,                                   (5.1)

   где s, i– длина в метрах и уклон в  ⁰/₀₀ каждого из спрямленных  элементов профиля, входящих в участок.

, ⁰/_00.

Чтобы расчеты скорости и времени движения поезда были достаточно точными, необходимо выполнить проверку спрямления группы элементов профиля:

                                                       ,                                               (5.2)

    где  S_i  –  длина i-го элемента профиля пути спрямляемого участка